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Gasturbostromerzeuger Die Erfindung betrifft einen Gasturbostromerzeuger,
bei dem die Gasturbine, die beispielsweise mit den Abgasen einer Brermkraftmaschine
gespeist wird, und der Stromerzeuger auf einer gemeinsamen Welle angeordnet und
die Gehäuse beider Maschinen zwecks Verringerung des Raumbedarfs des Aggregats dicht
neheneinandergerückt sind. Ein solcher gedrängter Zusammenhau ist insbesondere dann
erforderlich, wenn das Aggregat den Hilfsmaschinensatz für Flugzeugantriebe bildet.
Im Hinblick auf diesen gedrängten Zusammenbau muß mit besonders wirksamen Mitteln
verhindert werden, daß die von. dem Gehäuse der Gasturbine ausgestrahlte Wärme sich
bis zum Stromerzeuger fortpflanzt.
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Das erfindeYische Neue besteht darin, daß zwecks Abschirmung des Stromerzeugers
von der Gasturbine ein. Kühlluftstrom durch das Stromerzeugergehäuse hindurch zum
Gasturb'inenläufer geführt, von diesem umgelenkt und alsdann durch einen Ringkanal
außen über das Stromerzeugergehäuse zurückgeschleudert wird. Hierbei empfiehlt @es
sich, in Weiterbildung der Erfindung das turbinense%tige Lager der Stromerzewgerwelle
innerhalb des Stromerzeugergehäuses anzuordnen und mit diesem einen Ringkanal bilden
zu lassen, durch: den die. Gebläsieluft zum Turbinenläufer strömt.
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Diese Art der Wärmeabschirmung von Stromerzeuger und Gasturbine gibt
die Möglichkeit, Gasturbine und Stromerzeuger eng zusammenzubauen, ohne .daß eine
schädliche Einwirkung des heißen Arbeitsmittels ,der Gasturhine auf die wärmeempfindlichen
Wicklungen des Stromerzeugers zu befürchten ist.
Die Wicklungen
worden von dem Kühlluftstrom, umspült, bevor dieser mit heißen Teilen: der Gasturbine
in Berührung ,gekommen ist. Alsdann trifft der nur w eriig erwärmte Kühlluftstrom
unmittelbar auf den heißen Turbinenläufer. Der letztere wird dadurch stark. gekühlt,
so daß trotz des engen Zusammenbaues von Stromerzeuger und Gasturbine nur geringfügige
unschädliche Wärm@emnengen von der Turbine auf den Stromerzeuger übertragen werden
können.
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Es sind Anlagen bekannt, bei denen :eine Abgasturbine zum Antrieb
eines Kreiselgebläses dient. Um das Gebläse vor den hohen Temperaturen der Turbine
zu schützen, wird die Abluft des Gebläseausgleichkolbens durch einen Kanal im unteren
Teil des Turbinenlagers und von diesem am Turbinengehäuse und an der Welle vorbei
nach außen geführt. Eine wirksame Abschirmung ist auf diese Weise nicht erreichbar,
da es sich bei der Abluft des Ausgleichkolbiens immer nur um geringfügige Luftmengen
handeln kann, die nicht in der Lage sind, beträchtliche Wärmnemengen abzuleiten.
Im übrigen ist infolge der starken Drosselung im Ausgleichkolben auch der Druck
der Abluft nur sehr gering und infolgedessen auch die Geschwindigkeit, mit der die
Abluft durch das Turbinenlager hindurch- und an dem Turbinengehäuse vorbeiströmt.
je geringer (die Strömung sgeschi-indigkeiten, um so schlechter ist aber bekanntlich
auch der Wärmeübergang. Hinzu kommt, daß die Kühlluft nur .am Turbinengehäuse vorbeistreicht,
nicht aber am Turbinenläufer selbst und damit nicht an demjenigen Turbinenteil,
der die höchste Temperatur aufweist.
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EinAusführungsbeispieldes Gasturbostrosnerzeugers nach der Erfindung
ist auf der Zeichnung in einer einzigen Figur in einem senkrechten Längsschnitt
dargestellt.
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Der in einem Gehäuse i i eingeschlossene Stromerzeuger io hat einen
aus Eisenblechen zusammengeschichteten Läufer 13, der auf der Welle 12 gelabert
ist. Der Eisenblechläufer 13 ist von einer Spule 14 umschlossen, der Strom über
Schleifring 15 zugeführt wird, die gegenüber der Welle 12 isoliert sind. Der Ständer
des Stromerzeugers besteht aus geschlitzten Eisenblechen 16, die am Gehäuse i i
befestigt sind und Durchlaßöifnungen 17 aufweisen. In der Nähe des zwischen dem
Ständer und dem Läufer befindlichen Luftspaltes 19 liegen. Windungen 18 in Schlitzen
der Ständerbleche. Die Läuferwelle 12 ruht in zwei Lagern 2o, 21. Das Lager 2o befindet
sich im linken Endschild 22 des Stromerzeugers, das mittels Flansche 23 lösbar am
Generatorgehäus;e i i befestigt ist. Das Lager 21 wird von dem eine Verlängerung
des Stromerzeugergehäuses i i bildenden rechten Endschild 24 des Stromerzeugers
gehalten. Die dein Stromerzeuger antreibende Gasturbine 2.5 hat eineinziges Laufrad
26, das fliegend auf dem W ellenstu:mpf 27 der Welle 12 gelagert ist. Das beispielsweise
vorn den Abgasen. einer Brerinkraftmaschine gebildete Treibgas für die Gasturbine
wird dem Laufrad durch einen Düsenbasten 28 zugeführt, der neben dem Laufrad 26
und dem Stromerzeugergehäuse i i liegt und mit einem angeflanschten Einlaßstutzen
29 .ausgerüstet ist. In dem Düsenkasten 28 liegen mehrere Düsen 3o, durch die das
Gas in die Schaufeln 3 i des Laufrades der Gasturbine strömt.
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Der gedrängte Zusammenbau der Gasturbine und des Stromerzeugers erfordert
die Anordnung besonders wirksamer Kühlmittel für den Stromerzeuger, der gegen die
Strahlungs- und Leitungswärme der hocherhitzten Garturbine geschützt werden muß.
Zu diesem Zweck ist innerhalb des Stronierzeugergehäuses@ein Kreiselgebläse angeordnet,
dessen Luftstrom durch die: Schlitze und Spalte des Stromerzeugerständers und -läufers
hindurchtritt und hierauf das Laufrad der Gasturbine sowie anschließend das Stro:merzeugergehäuse
bespült.
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Wie die Zeichnung erkennen läßt, bildet das linke Gehäuseschild 22
des Stromerzeugers einen Ringkanal 32 mit einem Saugstutzen 33 für ein Kreiselgebläse
34. Die Schaufeln 35 dieses Gebläses verdichten die durch den Stutzen 33 angesaugte
Luft und drücken sie in einen Verteiler 36, in dem die Geschwindigkeit der Luft
in Druck umgesetzt wird. Die Seitenwand 37 des Verteilers 36 schließt gleichzeitig
das Gebläs:elaufrad ab. Die aus dem Verteiler-36 kommende Druckluft strömt durch
die Kanäle 17 des Stromerzeugerständers sowie durch den zwischen Ständer und Läufer
befindlichen Luftspalt, sowie ferner durch weitere Kanäle und Hohl.-räume zwischen
den Windungen und Teilen des Stromerzeugers hindurch, der hierdurch wirksam gekühlt
wird. Damit die Luft in ihrem Bestr@b-en, den Weg des geringsten Widerstandes zu
verfolgen, nicht ausschließlich durch die verhältnismäßig weiten Kanäle
17 strömt, sondern zur Erhöhung der Kühlwirkung in ausreichendem Maße auch
durch andere Durchtrittsöffnuggen des Stromerzeugers hindurchströmt, ist vor den
Kanälen 17 ein ringförmiger Ablenkschirm 38 angeordnet. Nachdem die Luft den eigentlichen
Stromerzeuger durchströmt hat, gelangt sie in einen Ringkanal 39, der zwischen dem
rechten Gehäusjeschild des Stromerzeugers und dem Gehäuse des rechten Lagers 21
liegt. Dieser Kana139 ist durch ein kurzes Schild 4o verlängert, :das an dem Ende
24 des Gehäuses
i i befestigt ist. Dieses Schild 40 sorgt dafür,
daß das Gehäuse des Lagers 21 der Kühlwirkung des ununterbrochen geförderten G.ebläseluftstromes
ausgesetzt wird. Ferner leitet das Schilid 4o die Luft um, mttelbar .auf die Radscheibe
des Laufrades 26 der Gasturbine. An dem Laufrad wird die Luft umgelenkt und durchströmt
nun einen Ringkanal 41, der :einerseits von den Teilen 24, 40 des Stromerzeugergehäuses
-und andererseits von einem zusätzlich angeordneten Schirm 42 begrenzt ist, der
zwischen den Turbinengehäuse und dem Düsenkasten der Gasturbine liegt. Dieser Schirm
42 zwingt die Kühlluft zum Durchströmendes verhältnismäßig :engen Kanals 4i, so
daß das Stromerzeugergehäuse in wirksamer Weise auch noch von außen gekühlt und
gleichzeitig gegen die Wäxme geschützt wird, die der heiße Düsenkasten der Gasturbine
ausstrahlt.
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Auf dem linken Ende der Welle 12 ist frei fliegend eine Maschine 43
gelagert, z. B. Mine Ölpumpe Moder eine Erregermaschine für den Stromerzeuger. Zwecks
Raumersparnis und Erhöhung der Betriebssicherheit ist die Welle 44 dieser Hilfsmaschine
43 rechtwinklig zur Stromerzeugerwelle 12 angeordnet. Beide Wellen; sind über ein
Schneckengetriebe 45, 46 miteinander gekuppelt, das in einem Gehäuse 47 eingeschlossen
ist. Dieses Gehäuse 47 -ist eile Bestandteil des linken Lagerschildes 22 des Stnomerzeugergehäuses.
An seinem freien linken Ende ist das Gehäuse 47 durch einen Deckel48 abgeschlossen.